Um pouco sobre...a válvula.

Não sendo eu um expert em eletrónica, nem pouco mais ou menos, sinto-me mesmo assim tentado a dar algumas dicas sobre estes "seres" maravilhosos que são as válvulas. Se todos pesquisarmos um pouco, mais a ajuda dos que sabem, poderemos com o passar do tempo vir a saber mais um pouco sobre estas "garrafas" de vidro.

Começo por (tentar) esclarecer o significado das nomenclaturas de algumas válvulas e seu significado.

Primeira letra: Tensão do aquecimento.

A - 4V

E - 6.3V

Segunda letra e seguintes: Tipo de válvula

A - Diodo

C - Triodo

F - Pentodo

L - Pentodo final (ptencia)


Numerações.

90(tas): Mini base de 7 contactos (pinos)

80(tas): Base noval de 9 contactos (pinos)

70(tas) contactos para soldar diretamente no circuito.


Exemplo: ECC88

Uma válvula triodo duplo com base (encaixe) de 9 pinos e alimentação do aquecimento de 6.3V

Vamos tentar desenvolver este assunto, para ficarmos todos a saber mais qualquer coisita....

Fui chamado à atenção e bem, que me esqueci de referir que a nomenclatura acima referida se refere à designação Europeia. Obrigado Mário.

Aqui uma descrição mais pormenorizada da nomenclatura usada pela Mullard


A - 4V
C - 200mA series connection
D - 1.4V (Normally directly heated)
E - 6.3V (By far the most common)
G - 5V
H - 450mA series connection
K - 2V
O - cold cathode/semiconductor device
P - 300mA series connection
U - 100mA series connection

Rest of the letters give the types of device in the valve. They are normally listed in alphabetical order.

A - signal diode
AA - 2 diodes with separate cathode
B - double diode with common cathode
C - signal triode
D - power triode (e.g. TV shunt stabiliser)
E - signal tetrode
F - signal pentode
H - hexode/heptode (Hexode structure)
K - heptode or octode (octode structure)
L - output tetrode, beam tetrode, or pentode
M - magic eye (seeing eye ? ) tuning indicator
N - gas filled triode / thyratron
Q - Nonode
X - gas-filled full-wave rectifier/double diode
Y - half wave rectifier/single diode
Z - vacuum full-wave rectifier/double diode

Para ajudar a entender o funcionamento da válvula, o nosso conhecido mestre Joaquim Pinto escreveu um texto explicativo na língua de Camões que pôs à disposição dos membros do AAP. Infelizmente não consegui com que as imagens explicativas que acompanham o documento passassem para este post.

Obrigado amigo Joaquim Pinto.


A VÁLVULA TERMOIÓNICA


Quem sabe alguma coisa de eletricidade sabe que se aplicar-mos uma diferença de potencial elétrico entre duas placas metálicas, cria-se no espaço entre elas um campo eletrostático,
Se colocar-mos nesse campo um eletrão que, como sabemos, é uma partícula carregada negativamente, ele será repelido pela placa negativa e atraído pela placa positiva (cargas do mesmo sinal repelem-se e de sinais contrários atraem-se) portanto o eletrão irá deslocar-se no sentido da placa positiva.





Também sabemos que um corpo é melhor ou pior condutor elétrico conforme o seu numero de eletrões livres é maior ou menor (chama-se eletrões livres aos eletrões que por estarem na ultima órbita do átomo estão pouco sujeitos à atracão do núcleo e, por esse motivo se libertam com facilidade).
Se aplicarmos entre as ditas placas uma tensão da ordem dos milhares de volts, o campo eletrostático fica tão intenso que arranca os eletrões livres da placa negativa e os atrai para a placa positiva formando assim uma corrente de eletrões que se manterá enquanto existir a tensão aplicada.
Se por qualquer meio aquecermos a placa negativa, o numero de eletrões livres aumenta extraordinariamente e consequentemente o seu desprendimento é muito mais fácil, bastando apenas algumas centenas de volts para se produzir a mesma corrente eletrónica.
É neste fenómeno, aliás tão simples, que se baseia o funcionamento da válvula eletrónica.




Ao elétrodo onde aplicamos a tensão negativa chama-se cátodo, e ao elect. Positivo chama-se placa, é ele que recolhe os eletrões vindos do cátodo.
O cátodo é formado por substâncias especiais capazes de desprender com facilidade grande numero de eletrões.
O aquecimento do cátodo é feito por uma pequena resistência metálica que tem o nome de filamento, este filamento é colocado no interior do cátodo de forma a transmitir a este o máximo de calor.
Este conjunto de elementos formado por, cátodo placa e filamentos são encerrados numa ampola de vidro dentro da qual se realiza um vácuo quase absoluto. A ausência de ar no interior da válvula é fundamental para a duração desta, uma vez que o filamento aquece até ao rubro, inutilizar-se-ia em poucos segundos em contacto com o oxigénio. Modernamente substituiu-se o vácuo por um gás inerte, como por exemplo o azoto e o árgon.
A válvula descrita até aqui é a mais simples de todas e chama-se válvula de dois elementos ou díodo. (é usada por exemplo nas fontes de alimentação para retificação da tensão alterna.
Observe-se que na contagem dos elementos não intervém o filamento porque este desempenha apenas a função de aquecedor e em nada mais tem a ver com o funcionamento da válvula.
Brevemente explicarei a sua função como retificadora.

Continuação das explicações dadas pelo técnico Joaquim Pinto. (desde já o nosso obrigado)


A propriedade mais importante da válvula diodo, é o facto de só ser condutora num sentido, ou seja, só permite a passagem da corrente eléctrica quando o cátodo está negativo e a placa positiva, quando a placa está negativa e o cátodo positivo a válvula comporta-se como se fosse um interruptor na posição desligado não havendo portanto emissão de electrões conforme explicado no principio.
Ver figura





A tensão alterna, (a que nos é fornecida pela rede eléctrica por exemplo) como em principio toda a gente sabe, muda periodicamente de polaridade, ou seja, varia entre um máximo de tensão positiva e um máximo de tensão negativa, e faz isto com uma determinada frequência, que na Europa é de 50Hz, (varia entre o mínimo e o máximo 50 vezes por segundo) . Voltando ao nosso diodo, dá para perceber imediatamente que se lhe aplicarmos esta tensão alterna, a válvula vai conduzir durante os meios ciclos positivos (diz-se neste caso que a válvula está directamente polarizada) e interromper a passagem da corrente quando aparecem os meios ciclos negativos, (está inversamente polarizada,placa negativa em relação ao cátodo). O resultado final é de que a válvula impede que a corrente no circuito inverta o sentido de circulação.
Ver figura




Não transformamos ainda a corrente alterna em contínua pura mas sim em CORRENTE CONTÍNUA PULSATÓRIA, esta corrente ainda não é perfeita para alimentar os nossos circuitos electrónicos que precisam de uma corrente contínua o mais pura possível ou seja, sem flutuação. Quando se houve nas colunas aquele famoso hum normalmente está associado a deficiências neste circuito chamado de RECTIFICAÇÃO.
O método utilizado para tranformar a corrente pulsatória em contínua pura é por meio de filtros, e aqui entram os já mais ou menos conhecidos de todos, os CONDENSADORES ELECTROLITICOS. Vejamos como funciona o filtro: Quando a válvula começa a conduzir o meio ciclo positivo a corrente vai aumentando até ao máximo do valor positivo, se aplicarmos um condensador no cátodo da válvula, (´saída da corrente pulsatória) esse condensador vai carregar até ao máximo dessa tensão, durante este espaço de tempo a válvula alimentou o circuito a que está ligado e ao mesmo tempo carregou o condensador, quando aparece o meio ciclo negativo a válvula deixa de conduzir e o condensador (que armazenou energia) encarrega-se ele de alimentar o circuito até que volte o novo ciclo positivo, e assim passamos a ter uma corrente contínua na saída.
Ver figura




Convém esclarecer que um condensador é um componente que funciona como uma bateria (armazena energia) ou seja, se aplicarmos uma tensão eléctrica aos seus terminais ele carrega-se com o valor máximo da tensão aplicada, o tempo que ele depois consegue fornecer energia ao circuito tem uma relação directa com o valor da sua capacidade que normalmente é expressa em microfarads.
ESTA É UMA EXPLICAÇÃO TÉCNICA MUITO SIMPLIFICADA ,NA TENTATIVA DE SER ENTENDIDA POR QUEM ENTENDA MUITO POUCO OU NADA DE ELECTRÓNICA, PARA OS QUE JÁ SABEM
AINDA SÃO PRECISAS MENOS EXPLICAÇÕES.
De seguida a válvula TRIODO.

António José da Silva escreveu:

ESTA É UMA EXPLICAÇÃO TÉCNICA MUITO SIMPLIFICADA ,NA TENTATIVA DE SER ENTENDIDA POR QUEM ENTENDA MUITO POUCO OU NADA DE ELECTRÓNICA

Uma explicação muito boa para se começar a ter umas noções daquilo que se passa dentro dos nossos aparelhos. Tanto nos como o AAP ficamos assim mais ricos.

De facto o amigo Joaquim Pinto é uma pessoa como há poucas...
Temos que o convencer a increver-se nas fileiras do AAP !!

Milton escreveu:

De facto o amigo Joaquim Pinto é uma pessoa como há poucas...
Temos que o convencer a increver-se nas fileiras do AAP !!

Penso que esteja para breve. (ou, espero eu)

Ó António, vou precisar de explicações...
Ainda assim, obrigado... gostaria de colocar algumas dúvidas mas para isso preciso entender...

longplay escreveu:

preciso entender...

Então, volta daqui a dez anos.

Eu não sou nenhum expert, mas entre todos consegue-se chegar a bom porto.

António José da Silva escreveu:

Então, volta daqui a dez anos.

pois... no mínimo... mas pode ser que esteja por aqui UMA especialista em válvulas que me possa dar explicações..
Admite António, foste tu que arranjaste estes novos bonecos...

ok... vou parar com o off e voltar às bálbulas, vou ler e voltar a ler até entender...

O que se pretende é por a malta a ler. Depois os especialistas logo nos vão dando uma ajuda.
E viva o AAP.

Foram adicionadas duas imagens na primeira parte da explicação dado pelo Joaquim Pinto, para ajudar á compreensão da descrição.

Continuando com as explicações do amigo Joaquim Pinto.

Lee de Forest:
Lee De Forest (Council Bluffs, 26 de agosto de 1873 — Hollywood, 30 de junho de1961) foi um físico e inventor estadunidense.
Forest foi um físico que pesquisou componentes e aparelhos dedicados para agravação e reprodução de sons, assim como instrumentos de aplicação nos campos da eletromedicina e da telefonia.
Desenvolveu centelhadores com circuitos sintonizados que seriam futuramente utilizados em bisturis eletrónicos, embora este feito não lhe seja atribuído oficialmente.
Sua vida académica no campo da física iniciou em 1893 quando entrou na Universidade de Yale, doutorando-se em física em 1899.
Trabalhou em pesquisas sobre eletricidade e propagação de ondas eletromagnéticas. Compôs uma tese sobre reflexão de ondas hertzianas. Este trabalho teórico, é considerado um dos primeiros reconhecidos que tratam sistematicamente sobre o fenómeno da radio-transmissão e radiorecepção.
Em 1907 De Forest patenteou a válvula tríodo e desenvolveu um detetor eletrolítico para ondas de rádio. No mesmo ano transmitiu programas musicais experimentalmente para a cidade de Nova York, sendo uma das primeiras transmissões comerciais conhecidas, e reconhecidamente com audiência, embora académica.
Em 1908 transmitiu sinais radiofónicos do alto da torre Eiffel, em Paris; esta transmissão experimental foi captada pelos postos militares da região, comprovando desta forma a possibilidade do rádio para fins bélicos.




Este senhor, nas suas investigações, descobriu que introduzindo uma grelha (literalmente) metálica entre o cátodo e a placa e lhe aplica-se uma tensão negativa, conseguia controlar a emissão de electrões ou até mesmo anula-la consoante essa tensão fosse mais ou menos negativa. . Portanto, quanto mais negativa estiver a grelha menos electrões chegam à placa, se a grelha ficar positiva irá acelerar a velocidade dos mesmos




Ainda que mal compare, imaginem uma corrida de obstáculos, dependendo da altura dos mesmos, alguns atletas conseguiram passar outros não, e se elevarmos muito o obstáculo ninguém conseguirá passar.
Convém ter presente que os electrões são partículas negativas, ao aproximarem-se da grelha que também está negativa, (já tem excesso de electrões) serão repelidos por ela, se estiver positiva pode haver a tendência para pensar que os electrões ficariam colados à grelha, mas, a atracção exercida pela placa é muito superior e por isso continuam a viagem. (a grelha quando positiva ajuda a arrancar os electrões do cátodo e ainda lhes dá mais velocidade.
O mais interessante neste fenómeno é que basta uma pequena variação de tensão nesta grelha para provocar uma grande (mesmo muito grande) variação de tensão na placa. É muito importante perceber isto porque é aqui que está o segredo da AMPLIFICAÇÃO.
INSISTINDO: imaginem que entra na grelha uma miniatura de um de um automóvel (pode ser um mini) e aparece na placa uma cópia exacta, mas, em tamanho real. (houve amplificação).
Em resumo, a tensão na placa de uma válvula tríodo acompanha as variações da tensão na grelha mas ela aparece na placa, com muito maior amplitude .(espero que isto não esteja tudo muito confuso por falta de habilidade para explicar)
Ver figura

Quem ainda não leu as ultimas explicações, recomendo fortemente que o faça. Começa-se a fazer luz.

Mais uma aula bem dada !!

Milton escreveu:

Mais uma aula bem dada !!

E é impressionante de se ver que algo de que não entendia praticamente nada, já começa a fazer sentido (apesar de ainda longe de uma compreensão cabal).

A pedido do Joaquim Pinto, foi alterada a ultima imagem. Ele vai escrevendo e desenhando nos poucos tempos livres de que dispões, e parece que este desenho está mais explicito. Envie-lhe um mail com duas duvidas de aluno pouco dotado, e a resposta vou partilha-la com vocês.

A resistência que se vê entre a entrada da grelha e a massa (ou negativo da alimentação), chama-se resistência de escape e serve para escoar os eletrões que não conseguem passar a grelha e que faz com que a grelha (não fosse a resistência de escape) fique cada vez mais negativa e como podemos ler em explicações anteriores, iria ter como resultado uma "travagem" praticamente total da amplificação.
Também convêm salientar que o que sai na placa é inversamente proporcional ao sinal que entra na grelha. Essa proporcionalidade tem que ser mantida para manter um sinal amplificado sem distorção.

Bom caros amigos do AAP. A coisa vai começar a "engrossar" um pouco e poderá ser necessário a leitura repetida da continuação das explicações dadas pelo Joaquim Pinto. Quero mais uma vez agradecer o imenso trabalho que o Mestre está a ter para nos ajudar a melhor entender este assunto tão interessante. Vai requerer algum esforço mental para se chegar lá, mas estou convencido de que vale a pena.






Resistências
Antes de avançar na explicação sobre as válvulas, é necessário explicar minimamente o que é e qual a utilidade das resistências. Essencialmente existem 3 tipos:
De carvão, bobinadas e de filme metálico.
Tal como o nome indica, ela opõem-se à passagem da corrente eléctrica, ou seja, a tensão que sai de uma fonte de alimentação nunca chegará na totalidade ao destino se tiver que atravessar uma resistência, existirá portanto uma queda (perda) de tensão que se dissipa no corpo da resistência. Na figura temos um gerador (pilha) que debita 10 Volts, ao qual ligamos
uma resistência (adaptada com várias saídas) e medimos os valores nesses pontos com um voltímetro, como se vê a tensão vai sendo cada vez menor à medida que aumenta o valor da resistência, (partindo do positivo até chegar ao negativo).





OBS: já se sabe que a corrente eléctrica circula do pólo negativo para o positivo visto que são as cargas negativas (electrões) que se deslocam, chama-se a isto o sentido real da corrente eléctrica, mas para facilidade de interpretação normalmente utiliza-se o chamado SENTIDO CONVENCIONAL DA CORRENTE ELECTRICA, (do positivo para o negativo). O resultado final é o mesmo e é isso que importa.
Novamente a Amplificação:
Essencialmente o que se pretende é transformar uma tensão alterna (sinusoidal ou não) de muito pequena amplitude, (veja-se o caso do sinal que sai de uma cabeça MM que é apenas de alguns milivolts) num sinal equivalente, (o melhor possível), mas com muito maior amplitude, de forma a ser capaz de mover uma bobine de um altifalante. A válvula como se viu apenas transforma as variações de tensão que se aplicam na grelha em variações de corrente na placa. Para se obter a amplificação, é necessário transformar essas variações de corrente de placa em variações de tensão de placa. Isto consegue-se ligando entre a alimentação e a placa uma resistência conforme o esquema a seguir.





A lei de Ohm diz que uma corrente de intensidade I ao atravessar uma resistência R desenvolve nos seus terminais uma tensão V que se calcula da seguinte forma: V=R.I . em que R, é o valor em Ohms da resistência e I o valor da corrente que a atravessa, (que é omesmo que atravessa a válvula, aliás controlado por ela). Confuso? Então é culpa minha.


Voltando à válvula tríodo que como já sabemos, quando lhe aplicamos uma diferença da potencial entre o cátodo e a placa, (positivo na placa e negativo no cátodo) circula nela uma corrente eléctrica e que essa corrente pode ser controlada, aplicando uma tensão negativa na grelha, podemos portanto compará-la (dentro de certos limites) a uma resistência, ao valor dessa resistência chama-se RESISTENCIA INTERNA da válvula, (que é diferente conforme o tipo de válvula), por exemplo uma ECC83 tem de RI +- 60000 Ohms, enquanto a ECC82 tem apenas +-7500 Ohms. È evidente que a ecc82 será utilizada num circuito que necessita de um débito maior de corrente, (quanto maior a resistência, menor a corrente que atravessa esse corpo).
A corrente que circula na válvula depende da tensão da placa, e da tensão na grelha, mas muito mais desta. À relação entre a influencia de uma e de outra na corrente da válvula, chama-se COEFICIENTE DE AMPLIFICAÇÂO.
Insistindo: é principalmente a tensão aplicada à grelha que mais influencia a corrente de placa, essa influencia, que também difere de válvula para válvula, é definida por um valor numérico nas características das válvulas e chama-se TRANSCONDUTÂNCIA., (mu). Ver na net características das válvulas.
Pergunta: Como colocar a grelha com um valor negativo em relação ao cátodo sem utilizar o método do esquema anterior com pilha que não é nada prático?
Utilizando mais uma resistência ligada entre o cátodo e o negativo da alimentação.Como funciona? A corrente de placa também tem que atravessar essa resistência antes de chegar ao negativo (diz-se massa) portanto, no ponto de união do cátodo com a resistência existirá uma tensão positiva cujo valor depende da queda de tensão provocada pelo valor em Ohms de resistência utilizada. Então, se a grelha está a zero volts em em relação à massa, (ligada à massa através da já conhecida resistência de escape de grelha, ) e o cátodo tem uma tensão positiva também em relação à massa, é lógico que o cátodo está positivo em relação à grelha, ou melhor, a GRELHA ESTÁ NEGATIVA EM RELAÇÃO AO CÁTODO conforme interessa e assim dispensa-se a alimentação negativa para a grelha. Na prática este é o método mais utilizado. Quando virem num qualquer esquema uma resistência ligada do cátodo à massa não tenham duvida de que é esta a sua função.




Os valores das tensões do esquema são apenas para exemplificar. Reparar que existe uma tensão positiva de um volt no cátodo que resulta da queda de tensão em Rc, assim sendo a grelha está negativa em relação ao cátodo em 1 volt, se for necessário um valor superior ou inferior é só aumentar ou diminuir o valor de Rc.

Na sequencia das explicações do amigo JP, aqui vai um vídeo, ou melhor, uma relíquia onde é explicada a funcionalidade da válvula e o seu fabrico.

E uma explicação mais pormenorizada com analogia hidráulica.

Ora aqui está um exemplo de bom professor... novas estratégias até a coisa resultar.. a participação dos alunos é que está "fraquinha"... vai tudo corrido a negativa..

abraço

longplay escreveu:

Ora aqui está um exemplo de bom professor... novas estratégias até a coisa resultar.. a participação dos alunos é que está "fraquinha"... vai tudo corrido a negativa..

abraço

Alguns alunos manifestam-se menos o que não quer dizer que não venham absorver ás águas do conhecimento. Mas tens razão, negativa para cima e reguada é o que merecem.

Entretanto o sempre atento e prestável JP chamou-me à atenção para a não menção da inversão de fase na ultima explicação do vídeo.

António José da Silva escreveu:

Alguns alunos manifestam-se menos o que não quer dizer que não venham absorver ás águas do conhecimento

Nem mais.. continuação de bom trabalho... o pessoal agradece..

De facto, os alunos podem não ser participativos, mas estarem atentos.
Mas vamos lá participar. Como funciona um pêntodo e quais as suas vantagens( e desvantagens) relativamente ao tríodo?